深刻理解JVM——Java虛擬機內存分佈

1、運行時數據區域

       Java虛擬機在執行Java程序的過程當中會把它所管理的內存劃分爲若干個不一樣的數據區域。這些區域都有各自的用途以及建立和銷燬的時間，有的區域隨着虛擬機進程的啓動而存在，有些區域則依賴用戶線程的啓動和結束而創建和銷燬。下面是對Java虛擬機運行時數據區域的介紹：

                                           

                                                                              Java虛擬機運行時數據區域

1.程序計數器

      程序計數器(Program Counter Register)是一塊較少的內存空間，它能夠看做是當前線程所執行的字節碼的行號指示器。它是 「線程私有」 的內存，這是因Java虛擬機的多線程是經過線程輪流切換並分配處理器執行時間的方式來實現的，在任何一個肯定的時刻，一個處理器（對於多核處理器來講是一個內核）都只會執行一條線程中的指令。所以，爲了線程切換後能恢復到正確的執行位置，每條線程都須要有一個獨立的程序計數器，各條線程之間計數器互不影響，獨立存儲。

      注意點：

        (1) 若是線程正在執行的是一個Java方法，這個計數器記錄的是正在執行的虛擬機字節碼指令的地址。

        (2) 若是正在執行的是Native方法，這個計數器值則爲空。此內存區域是惟一一個在Java虛擬機規範中沒有規定任何OutOfMemoryError狀況的區域。

2.虛擬機棧

      與程序計數器同樣，Java虛擬機棧也是線程私有的，它的生命週期與線程相同。虛擬機棧描述的是Java方法執行的內存模式，每一個方法在執行的同時都會建立一個棧幀用於存儲局部變量表、操做數棧、動態連接、方法出口等信息。局部變量表存放了編譯期可知的各類基本數據類型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、對象引用類型和returnAddress類型（指向了一條字節碼指令的地址）。

      注意點：

         (1) 若是線程請求的棧深度大於虛擬機所容許的深度，將拋出StackOverflowError異常；

         (2) 若是虛擬機棧能夠動態擴展（當前大部分Java虛擬機均可以動態擴展，只不過Java虛擬機規範中也容許固定長度的虛擬機棧），若是擴展時沒法申請到足夠的內存，就會拋出OutOfMemoryError異常。

3.本地方法棧

       與虛擬機棧執行的基本相同，惟一的區別就是虛擬機棧是執行Java方法的，本地方法棧是執行native方法的。

4.堆

      Java堆（Java Heap）是Java虛擬機所管理的內存中最大的一塊，Java堆是被全部線程共享的內存區域，主要存儲對象的實例，幾乎全部的對象實例都在這裏分配內存。Java堆是垃圾收集器管理的主要區域，所以也被稱爲 「GC」 堆。從內存回收的角度來看，因爲收集器基本都採用分代收集算法，因此Java堆中還能夠細分爲：新生代和老年代，再細緻一點的有Eden空間、From Surivor空間、To Survivor空間等。

       注意點：若是在堆中沒有內存完成實例分配，而且堆也沒法再擴展時，將會拋出OutOfMemoryError異常。

5.方法區

      方法區與Java堆同樣，是各個線程共享的內存區域，它用於存儲已被虛擬機加載的類信息、常量、靜態變量、即時編譯器編譯後的代碼等數據。方法區在物理上也是不須要連續的，能夠選擇固定大小或者擴展的大小，還能夠選擇不實現垃圾收集，方法區的垃圾回收是比較少的，這就是方法區爲何被稱爲永久區的緣由，可是方法區也是能夠執行回收的，該區域主要是針對常量池和類型的卸載。

       注意點：當方法區沒法知足內存分配需求時，將拋出OutOfMemoryError異常。

6.運行時常量池

       運行時常量池是方法區的一部分，它主要用於存放編譯期生成的各類字面量和符號引用。Java虛擬機規範沒有作任何細節的要求，不一樣的提供商實現的虛擬機能夠按照本身的需求來實現這個內存區域。

       注意點：當常量池沒法再申請到內存時會拋出OutOfMemoryError異常。

7.直接內存

      直接內存（Direct Memory）並非虛擬機運行時數據區的一部分，也不是Java虛擬機規範中定義的內存區域。

      注意點：當內存空間沒法動態擴展的時候就會出現OutOfMemoryError異常。